LNG 灑水車(chē)發(fā)動(dòng)機幾種故障分析與對策

LNG 灑水車(chē)發(fā)動(dòng)機幾種故障分析與對策

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隨著(zhù)我國對排放標準的不斷提高和能源配置的合理使用，LNG 灑水車(chē)發(fā)動(dòng)機在大型客車(chē)和重型貨車(chē)上已開(kāi)始應用。隨著(zhù)LNG發(fā)動(dòng)機不斷進(jìn)入市場(chǎng)，結合LNG發(fā)動(dòng)機的構造特點(diǎn)和實(shí)際工作經(jīng)驗，談一下LNG 發(fā)動(dòng)機的合理使用與幾種故障分析。今天小編給大家帶來(lái)的是LNG汽車(chē)發(fā)動(dòng)機幾種故障分析與對策。
LNG 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機幾種故障分析與對策
1．灑水車(chē)活塞燒熔及缸套破碎故障分析
2009年，某公司裝有LNG發(fā)動(dòng)機的客車(chē)，曾先后幾次出現活塞燒熔及缸套破碎的嚴重故障，機體解體后進(jìn)行檢查分析。經(jīng)分析，導致故障的主要原因是發(fā)動(dòng)機工作過(guò)程中產(chǎn)生了爆震燃燒�？扇蓟旌蠚庠趬嚎s終了時(shí)利用火花塞點(diǎn)燃。在正常燃燒情況下，火焰從火花塞端一直傳播到遠離火花塞的末端。若火焰傳播過(guò)程中，末端混合氣自行發(fā)火燃燒，這時(shí)氣缸內壓力急劇增高，并發(fā)生強烈的震蕩，在氣缸內發(fā)出清脆的金屬敲擊聲，這種不正常燃燒現象，被稱(chēng)之為爆燃。嚴重的爆燃將使發(fā)動(dòng)機過(guò)熱，功率下降，發(fā)動(dòng)機磨損加劇，甚至損壞發(fā)動(dòng)機零件，尤其在發(fā)動(dòng)機低轉速高負荷工況下產(chǎn)生爆燃所造成的破壞最嚴重。
LNG 發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生爆燃的原因分析如下：
（1）用的 LNG 燃料品質(zhì)較差，或抗爆性能下降；
（2）點(diǎn)火正時(shí)不準，點(diǎn)火提前角過(guò)大；
（3）混合氣過(guò)濃，超過(guò)設定濃度的5%以上；
（4）渦輪增壓異常，不能限制進(jìn)氣增壓，產(chǎn)生過(guò)增壓現象；
（5）進(jìn)氣的中冷器嚴重污染，進(jìn)氣溫度過(guò)高；
（6）潤滑油品質(zhì)選擇不當，使用了過(guò)高灰分的機油，導致氣缸內積碳過(guò)多，壓縮比相對增大。
該公司車(chē)輛是剛投入使用不久的 LNG 客車(chē)，可暫先排除嚴重污染、堵塞、積碳過(guò)大等引起爆燃的原因。因而引起爆燃的原因可能是點(diǎn)火提前角嚴重過(guò)大，進(jìn)入氣缸的混合氣溫度過(guò)高，或是儲罐中 LNG 的儲存時(shí)間過(guò)長(cháng)，氣態(tài)燃氣中的甲烷成分下降，抗爆性能下降。
在燃氣供給系統中，已氣化的天然氣溫度不能太高，應控制經(jīng)過(guò)燃氣緩沖罐及熱交換器的天然氣溫度，溫度過(guò)高會(huì )導致發(fā)動(dòng)機爆震。
儲罐中原帶有的 LNG 燃料，經(jīng)過(guò)新車(chē)運輸、交接及檢查等過(guò)程后，其實(shí)際儲存時(shí)間過(guò)長(cháng)。當儲罐吸收外界熱量而使內壓力增大超過(guò)1.6MPa，安全閥會(huì )自動(dòng)排除超壓的天然氣，加速罐內天然氣的蒸發(fā)。由于抗爆性較好的甲烷的蒸發(fā)，液態(tài)LNG中的甲烷含量逐漸降低，直接影響發(fā)動(dòng)機的抗爆性能，易使LNG 發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生爆震，嚴重時(shí)可造成發(fā)動(dòng)機的損壞。
一般產(chǎn)生爆震的部位在燃燒室，易造成氣缸上部燒熔損壞，但不至于引起整個(gè)缸體破碎。從整體破碎的情況看，缸套的材質(zhì)、淬火熱處理不當也與缸體破碎有直接關(guān)系。
2．產(chǎn)生灑水車(chē)拉缸現象分析
有幾輛客車(chē)發(fā)動(dòng)機出現類(lèi)似敲擊聲和竄氣聲，加大油門(mén)后發(fā)動(dòng)機發(fā)抖且動(dòng)力下降，甚至出現熄火，排氣管冒黑煙現象。
經(jīng)分析可能是發(fā)動(dòng)機拉缸現象，解體后證實(shí)了判斷，在縱向缸壁有深淺不一的垂直溝紋及拉毛劃痕。這是因為當活塞或活塞環(huán)與缸壁滑動(dòng)接觸面積過(guò)小時(shí)，摩擦產(chǎn)生高溫，活塞或活塞環(huán)與缸壁間發(fā)生金屬燒熔，冷卻后硬化物將缸壁拉出溝痕，即拉缸。
拉缸常見(jiàn)的原因有：發(fā)動(dòng)機過(guò)熱，點(diǎn)火正時(shí)嚴重失準，活塞和缸套配合間隙過(guò)小，汽車(chē)維修技術(shù)網(wǎng)或活塞冷卻不夠導致過(guò)熱膨脹，活塞環(huán)開(kāi)口端隙過(guò)小或斷裂，潤滑油品質(zhì)不良或油膜承壓不夠，空氣濾清器濾清效果不良導致雜質(zhì)進(jìn)入氣缸，及駕駛員在低溫起動(dòng)后猛踏油門(mén)踏板等。
LNG 發(fā)動(dòng)機屬于燃氣式發(fā)動(dòng)機，其壓縮比比汽油發(fā)動(dòng)機高，缸內燃燒溫度高，需采用耐高溫的潤滑油，選擇合適的氣缸套和活塞材質(zhì)，并采用相應的熱處理，嚴格控制氣缸套與活塞的裝配間隙，以及活塞環(huán)的開(kāi)口端隙。
3．灑水車(chē)火花塞出現污損、裂紋損壞故障分析
LNG發(fā)動(dòng)機正常工況時(shí)，火花塞的絕緣體出現輕微黃或棕色沉淀物，也會(huì )出現輕微的電極腐蝕現象。
火花塞用氧化鋁陶瓷制成，其工作環(huán)境極為惡劣，不但要承受缸內溫度及壓力頻率極高的急劇交替沖擊，還要保證在40kV 高電壓下的絕緣性能和耐化學(xué)腐蝕性。一般來(lái)說(shuō)，造成絕緣體破損的主要原因是爆裂震動(dòng)。LNG 發(fā)動(dòng)機由于燃料的差別，混合氣的空燃比和氣缸的壓縮壓力均高于汽油機，點(diǎn)火電壓在40kV 以上，而火花塞間隙比汽油機小得多，所以，安裝火花塞和點(diǎn)火線(xiàn)圈時(shí)，必須保證火花塞間隙在規定值，并應在點(diǎn)火線(xiàn)圈與火花塞電極涂抹導電膠，在火花塞陶瓷體上涂絕緣脂，以防止因膠套老化引發(fā)火花塞與缸套間漏電。